Лекции 1-3

Вид материала

Лекции

Содержание II. Сульфирование ароматических соединений серной кислотой, олеумом и сульфотриоксидом 1.Сульфирующие агенты: строение свойства и область применения Г)Область применения 2.Механизм сульфирования Тепловой эффект III.Особенности сульфирования аренов серной кислотой. 1.Концентрация серной кислоты Энергия активации 4.Основными недостатками сульфирования серной кислотой IV.Особенности сульфирования аренов олеумом и серным ангидридом. V. Основные способы выделения сульфокислот В качестве нейтрализующих агентов Общим недостатком Нейтрализация сульфитом Нейтрализация карбонатом натрия Мел и известь Таким образом VI. Сульфирование растворами триоксида серы и его комплексами 1. Сульфирование растворами триоксида серы в инертных растворителях В качестве растворителя ... Полное содержание

Подобный материал:

• Критерии оценки качества лекции, 33.79kb.
• Методическая разработка лекции для преподавателя тема лекции, 39.55kb.
• План лекций порядковый номер лекции Наименование лекции Перечень учебных вопросов лекции, 36.49kb.
• Методические рекомендации по подготовке и проведению лекции Лекции, 73.92kb.
• Такие разные лекции, 101.86kb.
• Ю. Б. Гиппенрейтер Введение в общую психологию. Лекции 1,2, 45.86kb.
• Лекция: Историк. Гражданин. Государство. Опыт нациестроительства Мы публикуем расшифровку, 472.92kb.
• План лекции: Что такое «сердечные катастрофы»? Фибрилляция желудочков сердца, 178.21kb.
• В. Ф. Гегель лекции по философии истории перевод А. М. Водена Гегель Г. В. Ф. Лекции, 6268.35kb.
• Ответственность за компьютерные преступления (лекции), 20.89kb.

Лекции 1-3

I. Общие сведения о процессе сульфирования

Сульфированием называют процесс введения в молекулу органического соединения сульфогруппы -SO₃H.

Чаще всего под сульфированием понимают замещение атома водорода в органическом соединении сульфогруппой.

Различают С-, N- и О-сульфирование. Последнее называют также сульфатированием.

Субстратом (исходным веществом) при сульфировании служат, главным образом, ароматические и гетероароматические соединения и их производные. Реже используются вещества алифатического и алициклического ряда. Среди них наибольшее значение в синтезе сульфо-БАВ имеют полисахариды и стероиды. В ряде случаев сульфируются сами лекарственные вещества.

Сульфирующими агентами являются концентрированная серная кислота, олеум, хлорсульфоновая кислота, серный ангидрид, его комплексные соединения и некоторые другие вещества.

Сульфогруппа вводиться в молекулу соединения как с целью придания ему новых свойств (снижения токсичности лекарственного препарата, придания ему несколько иной биологической активности, повышения его растворимости в воде, что создает предпосылки для получения инъекционных лекарственных форм), так и с целью дальнейшей замены сульфогруппы на гидроксил, аминогруппу и т.п. Сульфокислоты являются промежуточными веществами в синтезе ряда химфармпрепаратов (диазолин, амидопирин и др.).

Число синтетических сульфокислот очень велико, и они широко используются в практике.

Из природных сульфокислот следует, прежде всего, отметить аминосульфокислоты: таурин и цистеиновую кислоту, которые играют большую роль в процессе всасывания жиров в организме млекопитающих, а также гепарин и хондроитинсульфат

При полном окислении тиоловой группы цистеина последний превращается в цистеиновую кислоту, которая, декарбоксилируясь, превращается в таурин. Таурин образует конъюгат с холевой кислотой, который способствует растворению липидов в воде и делает их доступными для гидролитических ферментов - липаз:



Гепарин

Гепарин - специфический гетерополисахарид (молекулярная масса 17000 - 20000), препятствующий свертыванию крови человека и животных. Он содержится в печени, легких, селезенке, щитовидной железе, крови и, вероятно, в других тканях и органах. Гепарин выпускается в качестве лекарственного препарата для регулирования свертываемости крови и лечения ряда других заболеваний.

II. Сульфирование ароматических соединений серной кислотой, олеумом и сульфотриоксидом

Целевым продуктом сульфирования ароматических соединений являются сульфоновые кислоты (сульфокислоты).



Сульфокислоты (ароматические и алифатические) называют, добавляя к названию основы окончание «сульфокислота» («сульфоновая кислота»). Они, как правило, являются твердыми гигроскопичными кристаллическими веществами, хорошо растворимыми в воде. Ароматические сульфокислоты по силе близки к минеральным. В разбавленных водных растворах они практически полностью диссоциированы.

1.Сульфирующие агенты: строение свойства и область применения

А)Безводная серная кислота плавится при +10,4^оС, кипит + 296^оС с разложением до образования азеотропной смеси состава 98,3% H₂SO₄ и 1,7% Н₂О. При комнатной температуре представляет собой полимер, образованный за счет водородных связей, молекулы которого при повышении температуры разрушаются:



Жидкая 100%-ая серная кислота является ионизирующим растворителем, однако, ее собственная ионизация незначительная и соответствует уравнению:



Серная кислота смешивается с Н₂О и SO₃ в любых соотношениях. С водой серная кислота образует гидраты с характерными температурами плавления: H₂SO₄^.Н₂О (t_пл = +8,5^оС), H₂SO₄^.2Н₂О (t_пл = -39^оС), H₂SO₄^.4Н₂О (t_пл = -28^оС). В водных растворах она полностью диссоциирована:



Для промышленного сульфирования серной кислотой чаще всего используют 92-93%-ную серную кислоту (купоросное масло) и 98-100%-ную серную кислоту. Концентрированная H₂SO₄ является довольно сильным окислителем, особенно при нагревании.

Б)Олеум образуется при растворении SO₃ в концентрированной серной кислоте и представляет собой смесь кислот (H₂SO₄, H₂S₂O₇, H₂S₃O₁₀, H₂S₄O₁₃):



серная кислота двухсерная (пиросерная) трисерная кислота H₂SO₄ кислота H₂S₂O₇ H₂S₃O₁₀ и т.д.

При концентрации сульфотриоксида 20 – 25% и 60 – 65% олеум представляет собой густую маслянистую, дымящуюся на воздухе жидкость. Пары над олеумом состоят главным образом из SO₃, а в парах над серной кислотой SO₃ почти нет. При других концентрациях SO₃, олеум при комнатной температуре является твердым веществом.

В)Серный ангидрид – это общее название нескольких модификаций триоксида серы. Молекула SO₃ существует в виде мономерной, тримерной и полимерной форм:



SO₃ мономер (SO₃)₃ тример (SO₃)_n полимер

В газовой фазе и в разбавленных неводных растворах триоксид серы находится в мономерной форме. При конденсации паров SO₃ образуется летучая бесцветная жидкость (t_к=44,8^оС), состоящая преимущественно из циклических тримерных молекул (SO₃)₃. При охлаждении до 16,8^оС она затвердевает с образованием прозрачных кристаллов. Эта форма SO₃ неустойчива и при хранении или в присутствии следов влаги превращается в устойчивую асбестовидную модификацию - шелковистые, похожие на асбест нити (SO₃)_n. Полимеризацию SO₃ предотвращают введением В₂О₃, Р₂О₅ и других ингибиторов этого процесса.

Для сульфирования серный ангидрид получают: а) обжигом пирита и последующим каталитическим окислением SO₂ в SO₃; б) из баллонов под давлением в жидком стабилизированном виде, поступающих на предприятия со специализированных заводов; в) десорбцией из высокопроцентного олеума при нагревании. Остающаяся после десорбции серного ангидрида 100%-ная серная кислота может быть использована в других производствах. Первый метод применяют на производствах большой мощности, например, заводы по синтезу поверхностно-активных веществ (ПАВ) сульфированием (сульфатированием) первичных спиртов, олефинов, алкилбензолов и т.п. Остальные - на предприятиях с малой мощностью, например, на ХФЗ.